单片机系统在泌尿诊疗床的模块化应用

　　引言

　　随着计算机与单片机控制技术的发展，对国产大型医疗设备的自动化、智能化、可视化提出更高的要求。为此开发的泌尿学医疗诊断手术设备—泌尿床，引入了智能控制技术、触摸屏技术和计算机图像等控制技术。本文着重于微机控制系统，详细阐述了单片机控制系统的硬件与软件设计。

　　硬件设计

　　本设备采用了模块化子系统控制模式，上层带触摸屏的工业控制计算机为可增减部分，底层的微型单片机已独立自成系统，包括控制台、泌尿床床体、X 光机三个子系统，基本结构框图如图1 所示。

　　各子系统一般不扩展外部RAM，周边芯片大多采用SPI 和I2C接口，如需扩展并行IC器件，均采用74373进行CPU 的P0 口复用，并同时进行必要的GPIO 扩展，P1 口一般用作阵列键盘输入，P2 口被用作GPIO，P3 用作GPIO 或特殊功能口。另外，采用DS1232作为系统的看门狗与电源监控，采用MAX232进行电平转换，具体设计方式如下。

　　控制台系统

　　该子系统硬件设计比较简单，采用74LS377 扩展I/O 与CPU 的P1口作为 8 × 8 阵列键盘，扩展SED1335控制320 ×240 点阵LCM进行参数显示，采用 P 2 口扩展AT24C64(EEPROM)、MAX3100(UART)，P3 口用作特殊功能口。由通讯接口接收其他子系统传递来的参数，进行细微处理，再由LCM 显示出来，同时把自身的按键命令输给其他子系统。为了使界面图形更加 丰 富 ， 硬 件 除 采 用 了 自 带20KROM 的AT89C55 型CPU 外，还可扩展Flash芯片。

　　X 光柜系统

　　该子系统采用DAC0832 进行D/A 扩展，完成对X 光组件的控制模拟量的输出。采用74LS377扩展I/O，与CPU的P1、P2口组成GPIO。经光耦对X 光组件进行控制命令输出和状态输入，同时完成4×4阵列键盘扫描输入。此外，还通过扩展BC7281 进行LED 参数显示。扩展AT24C64 存储非线性模拟量量化系数和其他重要数据;扩展ADS7841完成X 光组件反馈的模拟量的A/D转换，并与DAC0832组成对X 光组件的闭环控制。

　　该部分主要是通过接受外部传输的命令或自身键盘控制命令，调整X 射线源的高压(k V )和电流(mA)并在自身LED 上显示，经非线性模拟量量化系数处理后，再由DAC0832 模拟输出给高频X 光组件，进行X 射线的强度与照度调节并控制曝光。同时向其他系统传输X 光组件的参数与状态。另外该部分还增加了非线性模拟量量化系数自动生成功能，以替代繁琐且不太准确的手动量化系数生成。主要由D/A 转换、A/D 转换等闭环控制电路与相关软件完成。